探究杠杆平衡的实验装置

① 如图是探究杠杆平衡条件的实验装置．（1）实验前，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向___

（1）杠杆重心左移应将平衡螺母向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
（2）根据F₁L₁=F₂L₂
∴L₂=

F1L1

F2

=

1.5N×0.1m

0.5N

=0.3m；
（3）根据实验数据得出的规律是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂．
由图知，左边力臂小于右边力臂，如果在两侧各再加挂一个相同的钩码，左边力与力臂的乘积将小于右边力与力臂的乘积，杠杆将向右倾斜；
（4）探究杠杆平衡条件时，杠杆在倾斜一定角度的位置进行实验，力臂不在杠杆上，不方便测量；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于读出力臂大小．
（5）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律．不是为了减小摩擦，也不是为了使每组数据更准确，更不是为了多次测量取平均值减小误差．
（6）由题意知，该同学只做了一次实验，便得出结论，结论具有偶然性，不能反映普遍规律，而长度和力是两个不同的物理量，不能相加．
故答案为：（1）左；水平；便于测量力臂；（2）0.3；（3）F₁L₁=F₂L₂；右；（4）水平位置好，便于测量力臂，同时也使杠杆重力的力臂为零，减小了实验误差；（5）D；（6）一组数据太少，不能反映普遍规律；不同单位的物理量不能直接相加．

② 如图是“探究杠杆平衡条件”的实验装置．（1）实验前，发现杠杆左端略高于右端，应将螺母向______调节，

（1）发现杠杆左端高、右端低，杠杆重心应左移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直至杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，所以这样做的好处是便于直接读取力臂．
（2）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，杠杆左端挂两个钩码，其力为2G，力臂为3格．右端力臂为2格，则力F₂=

F1L1

L2

=

2G×3

2

=3G，即右端要挂3个钩码．
（3）在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F，使杠杆水平平衡．当拉力F向右倾斜时，其力臂的长度将会变小，由于阻力和阻力臂都不变，所以动力会变大．
故答案为：（1）左；水平；便于直接读取力臂；（2）3；（3）变大；阻力和阻力臂不变时，动力臂会变小．

③ 如图是探究杠杆平衡条件的实验装置（1）两端螺母的作用是 ______．（2）某同学在使用此杠杆前发现左端

（1）两端的螺母调节会使杠杆重心作用在支点上，能避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响，杠杆在水平位置平衡也便于测量力臂，所以两端螺母的作用是调节杠杆，使其水平平衡．
（2）某同学在使用此杠杆前发现左端低，右端高，说明杠杆的重心偏左，要使它在水平位置平衡，左、右两端的螺母（或一端的螺母）都要向杠杆上翘的右端调节．所以可以将杠杆右端的平衡螺母向右调节，也可以将左端的平衡螺母向右调节，此后，在整个实验过程中，螺母再调节会改变杠杆重心的位置，使杠杆重力对杠杆平衡又产生影响，因此不能再旋动两侧的平衡螺母．
（3）由图可知是探究杠杆平衡条件的实验装置，实验探究得出的结论应是杠杆平衡时应满足的条件，
即：F₁×L₁=F₂×L₂．
故答案为：（1）调节杠杆，使其水平平衡；（2）右，右，不能；（3）F₁×L₁=F₂×L₂．

④ 如图是探究杠杆平衡条件的实验装置．（1）实验前，若杠杆右端低左端高，应将杠杆右端的平衡螺母向______

（1）实验前，若杠杆右端低左端高，可将右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响，便于直接读出力臂．
（2）利用杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得：1.5N×0.1m=0.5N×L₂，解得L₂=0.3m．
（3）由表中实验数据可知，杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂．
（4）不能得出探究结论；因为一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律．
故答案为：（1）左；水平；便于测量力臂（方便读出力臂）；
（2）见下表：

实验次数	动力F1/N	动力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
1	1.0	0.24	2.0	0.12
2	1.5	0.1	0.5	0.3

（3）F₁L₁=F₂L₂
（4）不能；因为一次实验获得的数据具有偶然性，不能得出普遍规律．

⑤ （2013莆田）“探究杠杆平衡条件”的实验装置如图所示：（1）没有挂钩码时，杠杆左端下倾，应将左端螺母

（1）由题意知，右端较高，所以应将左边或右边的平衡螺母向右调节；
（2）实验中该同学只用一组数据便得出了结论，使的结论具有偶然性，片面性，不具普遍性，同时力和长度是两个不同的物理量，不能相加．
为得到普遍性结论，应多测几组数据进行分析．
故答案为：（1）右；右；
（2）该组同学的猜想是错误的；一组实验数据得到的结论不具普遍性，应多次实验；单位不同的两个物理量不能相加．

⑥ 下图为探究“杠杆的平衡条件”的实验装置．实验中：（1）开始时，总是让杠杆在水平平衡状态下进行实验，

（1）杠杆左端偏高，根据杠杆的平衡条件，则可将右端的平衡螺母向左调节，或将专左端属的平衡螺母向左调节；
（2）根据杠杆的平衡条件计算得出：
①L₂=

F1×L1

F2

=

1.5N×10cm

1N

=15cm
②F₂=

F1×L1

L2

=

1N×20cm

10cm

=2N
（3）第三次实验中，拉力F₁的方向不再与杠杆垂直，因此小明存在的错误是误把力的作用点到支点的距离当做了力臂；
（4）弹簧测力计由斜向下拉改为竖直向下拉时，F₂和L₂都不改变，力臂L₁增大了，根据杠杆的平衡条件F₁×L₁=F₂×L₂，故弹簧测力计的示数将变小．
故答案为：（1）力臂、左、左；
（2）15、2；
（3）动力臂测量错误；
（4）变小．

⑦ 如图所示，探究“杠杆的平衡条件”的实验装置．（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的

（1）杠杆重心左移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，直至杠杆在水平位置平衡，重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就使杠杆自重对杠杆的平衡不产生影响；力臂等于支点到力的作用线的垂直距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，便于测量力臂．
（2）初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，如用刻度尺测某个物体的长度等实验进行多次测量的目的就是为了减小误差；
有些是为了寻找普遍规律，如探究杠杆平衡的条件、探究物体所受的重力大小与物体质量的关系、探究使用定滑轮的特点等实验进行多次测量的目的就是为了寻找普遍规律．
故答案为：（1）右；使杠杆自重对杠杆的平衡不产生影响；便于力臂的测量；（2）①③．

⑧ 如图是小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置．（1）小华同学想使杠杆在水平位置平衡，其目的是：______；

（1）为了消除杠杆重力对实验结果的影响和便于测量力臂，在杠杆两端安装螺母，达到便于调节杠杆在水平位置平衡的要求；发现杠杆在使用前右端低左端高，要使它在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，应将杠杆右端的平衡螺母向左调节；也可将杠杆左端的平衡螺母向左调节；此后在整个实验过程中，不需要旋动两侧的平衡螺母．
（2）只从一次实验研究得出结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论必须在多次试验的基础上得出，这样才能有效地避免实验结果偶然性出现．
力和力臂是单位不同的两个物理量，故不能相加．
通过计算可以看出，杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂．
故答案为：（1）消除杠杆重力对实验结果的影响；左；
（2）只用一次实验就得出结论，且实验数据还具有很特殊性；不同单位的物理量不能相加；动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）．

⑨ 如图为小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置．（1）一同学发现支架上的杠杆在末挂钩码时右端低，左端高，

（1）杠杆右端下沉，应将杠杆重心向左移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
（2）如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律；
（3）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，杠杆左端挂三个钩码，其力为3G，力臂为四格．右端力臂为2格，
则力F₂=

F1L1

L2

，即右端要挂6个钩码．杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接测量力臂．
（4）弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为F_a，若在A点斜向上拉拉力力臂变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，动力要变大，即弹簧测力计的示数为F_b要变大，则F_a小于F_b．
故答案为：（1）左；水平；（2）F₁L₁=F₂L₂；错误；只用一组数据得到结论，偶然性太大；（3）6；便于测量力臂；（4）小于．

⑩ 如图所示是探究“杠杆的平衡条件”的实验装置．（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，调节

（1）在抄“探究杠杆的平袭衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂．
（2）分析表中的实验数据，发现动力×动力臂=阻力×阻力臂，用F₁、F₂、L₁和L₂分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆平衡条件可表示为：F₁L₁=F₂L₂．
（3）要使翘翘板转动，可采取的做法是：男孩不动，女孩向远离支点方向移动（或者女孩不动，男孩向靠近支点方向移动；或者女孩不动，男孩蹬地，减小男孩对跷跷板的压力）；
故答案为：（1）水平；便于测量力臂；（2）F₁L₁=F₂L₂；（3）向远离支点方向移动．